发射光谱定性定量分析讲稿.ppt

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1、发射光谱定性定量分析第一页，讲稿共三十页哦分析速度快，多元素同时分析，试样用量少，分析元素范围广，70多种元素可用于分析，灵敏度高，能检测微量与痕量元素一一 、光谱定性分析的特点、光谱定性分析的特点 目前应用最广泛、最简便的一种目前应用最广泛、最简便的一种定性分析方法定性分析方法第二页，讲稿共三十页哦根据对分析要求的准确度不同：根据对分析要求的准确度不同：分析方法相对误差（%）定性分析300半定量分析20300定量分析 20发射光谱分析发射光谱分析定性半定量定量第三页，讲稿共三十页哦二、二、光谱定性分析依据光谱定性分析依据利用元素的特征谱线定性，也就是说根据谱线出现的波长位置来判断试样中存在哪

2、些元素实际定性分析中，我们只要找出某种元素的23条灵敏线，即可判断该元素存在与否。灵敏线：强度大，具有较低的激发能和较高的跃迁几率。可以是原子线也可以是离子线。灵敏线多是一些共振线，而第一共振线是最灵敏线。第四页，讲稿共三十页哦分析线应该有足够的强度，一般选用最后线为分析线，当样品浓度含量高时，不选用最后线做判断，谱线有自吸，而选用特征线或特征线组。2.分析线不应当与其它干扰谱线重叠。为保证检出可靠，选用2-5条谱线相互验证。分析线的选择原则分析线的选择原则：第五页，讲稿共三十页哦一般将各元素的分析线按波长位置分插在铁光谱图相应的位置上，制备了“元素标准光谱图”三、三、光谱定性分析的方法光谱定

3、性分析的方法标准图谱比较法标准图谱比较法铁光谱比较法铁光谱比较法采用铁光谱作为波长标尺，来判断其它元素的谱线。采用铁光谱作为波长标尺，来判断其它元素的谱线。铁的外层电子较多，谱线较复杂，在常用的光谱分析铁的外层电子较多，谱线较复杂，在常用的光谱分析范围内范围内（210660 nm）约有）约有4600条谱线，其中每条条谱线，其中每条谱线的波长都作了精确的谱线的波长都作了精确的测定，载于谱线表内，所以测定，载于谱线表内，所以将铁光谱作为波长标尺。将铁光谱作为波长标尺。第六页，讲稿共三十页哦第七页，讲稿共三十页哦如果未知元素的谱线与“元素标准光谱图”中标明的某元素谱线位置重合，该元素有可能存在。通常

4、选择23条灵敏线进行比较，即可判断未知试样中存在的元素。定性分析时，将试样和纯铁并列摄谱，将摄取的谱片与“元素标准光谱图”进行对照比较第八页，讲稿共三十页哦 定性分析时若找到某元素的定性分析时若找到某元素的一条谱线一条谱线，还不能确认，还不能确认该元素存在，必须继续进行验证该元素存在，必须继续进行验证1.查找该元素的其它灵敏线或其它特征线，一般有两条以上 的灵敏线出现，才能确定该元素存在。2.2.逐个检查可能干扰元素的灵敏线，如果光谱中不出现干扰逐个检查可能干扰元素的灵敏线，如果光谱中不出现干扰元素的灵敏线，则认为分析线不受干扰。元素的灵敏线，则认为分析线不受干扰。3.3.当分析元素灵敏线被其

5、它元素重叠干扰但又找不到其它灵敏当分析元素灵敏线被其它元素重叠干扰但又找不到其它灵敏线做判断时，可在该线附近找出一条干扰元素的谱线，比较它线做判断时，可在该线附近找出一条干扰元素的谱线，比较它们的强度，如分析元素灵敏线的强度大于干扰谱线的强度，仍们的强度，如分析元素灵敏线的强度大于干扰谱线的强度，仍可判断该分析元素存在。可判断该分析元素存在。第九页，讲稿共三十页哦2.2.标样比较法：标样比较法：适于分析试样中某几种指定元素适于分析试样中某几种指定元素将试样与待测元素标样并列摄谱，然后比较它们的光谱图。若两样品谱线出现在同一波长位置，则说明某元素的谱线存在。例：第十页，讲稿共三十页哦四、光谱定性

6、分析的过程四、光谱定性分析的过程试样处理试样处理摄谱摄谱译谱译谱量的估计量的估计金属或合金金属或合金：直接做电极：直接做电极矿石矿石：磨成均匀粉末放入电极小孔：磨成均匀粉末放入电极小孔溶液溶液：原液蒸干，磨成均匀粉末放入电极小孔：原液蒸干，磨成均匀粉末放入电极小孔有机物：有机物：灰化后残渣放入电极小孔灰化后残渣放入电极小孔微量成分微量成分：分离浓缩微量组分：分离浓缩微量组分（一）试样的处理第十一页，讲稿共三十页哦（二）摄谱 （实验条件的选择）3.3.狭缝的选择狭缝的选择 定性：定性：5 57 7 定量：定量：202030 30 1.1.光源的选择光源的选择2.2.电极的选择电极的选择电极材料孔

7、深，孔壁，孔径的选择孔深 浅：适于难挥发元素 深：易挥发元素第十二页，讲稿共三十页哦e 采用不同电流时的分段曝光法，使易挥发元素和难挥发元素分别检测，复杂样品常采用此法F 使用哈特曼光阑达到并列摄谱 摄谱时应注意：摄谱时应注意：a 样品必须燃尽b 选用色散率适中的中型摄谱仪c 定性分析中采用直流电弧d 采用较小的狭缝57 m，减小谱线重叠干扰移动哈特曼光阑截取狭缝不同的高度，使摄取的谱线移动哈特曼光阑截取狭缝不同的高度，使摄取的谱线落在感光板的不同位置，便于比较。落在感光板的不同位置，便于比较。第十三页，讲稿共三十页哦（三）译谱a 再找分析元素的其它灵敏线 23条b 或找 干扰元素的谱线：未出

8、现，则该元素存在 也出现，则比较它们强度谱线强度分为10级，级数越高，越灵敏，其检出限越低。若谱线又粗又黑，或发生自吸，自蚀现象，则该元素为大量元素。若谱线又细又浅，则该元素为微量元素或痕量元素与标准图谱比较，若与标准图谱已标明的某元素谱线重叠，与标准图谱比较，若与标准图谱已标明的某元素谱线重叠，则该元素可能存在（有谱线重叠干扰的可能）则该元素可能存在（有谱线重叠干扰的可能）（四）量的估计第十四页，讲稿共三十页哦五、五、光谱半定量分析光谱半定量分析准确度较差的定量分析方法，误差可达准确度较差的定量分析方法，误差可达3030200200，同时分，同时分析多种元素，广泛用于对准确度要求不太高的组分

9、，如矿石析多种元素，广泛用于对准确度要求不太高的组分，如矿石品位估计，钢材合金的分类，提供试样元素的大致含量。品位估计，钢材合金的分类，提供试样元素的大致含量。当元素含量降低时，该元素所出现的谱线数也逐渐减少，从而根据谱线出现的情况，估计元素的含量。谱线呈现法：第十五页，讲稿共三十页哦以Fe为例波长A 灵敏度%2483.3 0.0013026.6 0.0010.0032599.6 0.0030.013018.98 0.13016.2 0.329012909 0.512904.4 31.方法：在固定工作条件下，把不同含量的被测元素的标样摄谱，然后将不同含量时与之相对应所出现的谱线编成谱线呈现表。

10、2.试样分析：将样品在相同条件下摄谱，根据待测元素出现的谱线及强度在呈现表中查得相应含量。第十六页，讲稿共三十页哦3.目视比较，比较被测元素灵敏线的黑度与哪个标准试样谱线的黑度接近，估计其含量。谱线强度比较法：例：用待测元素得纯物质分别配制 1，0.1，0.01，0.001等标准系列2.将试样与标准系列在同等条件下并列摄谱第十七页，讲稿共三十页哦发射光谱定量分析发射光谱定量分析无自吸收无自吸收：b=1 I与与c成正比成正比有自吸收有自吸收：b 1 I与与c关系比较复杂关系比较复杂a：与试样的蒸发、激发过程、试样 组成及实验条件有关的参数I：分析线的强度，：分析线的强度，C：待测元素的浓度待测元

11、素的浓度一一 、谱线强度与浓度之间的关系、谱线强度与浓度之间的关系赛伯罗马金公式赛伯罗马金公式 I=a C b第十八页，讲稿共三十页哦a与b不仅与实验条件有关，而且与待测元素含量有关，只有在一定的实验条件下及一定的含量范围内，a、b才是一个常数。lgI=b lgC+lga光谱定量分析的基本关系式光谱定量分析的基本关系式 当浓度C 较大时，b不再是常数，因而曲线发生弯曲。第十九页，讲稿共三十页哦a 蒸发温度与光源特性有关 增大电流、提高电极温度、提高蒸发温度直流电弧蒸发温度最高交流电弧蒸发温度次之火花光源蒸发温度最低二二 、影响谱线强度的因素、影响谱线强度的因素蒸发温度的影响蒸发温度的影响第二十

12、页，讲稿共三十页哦b 与电极极性、材料、形状等因素有关 直流电弧的阳极温度比阴极高 导电率高的电极材料蒸发温度低 大而浅的电极孔中的试样易挥发c 与试样组成及基体元素的化学性质有关 当试样中含有大量低沸点元素时（如碱金属元素），它蒸发或升华时消耗大量的热，使电极温度降低，从而影响待测元素的谱线强度。第二十一页，讲稿共三十页哦2.激发温度的影响a.a.与光源特性有关与光源特性有关火花温度最高交流电弧次之直流电弧最低第二十二页，讲稿共三十页哦b.b.与等离子区蒸汽云的组成有关与等离子区蒸汽云的组成有关第二十三页，讲稿共三十页哦3.3.谱线强度与放电时间有关谱线强度与放电时间有关第二十四页，讲稿共三

13、十页哦谱片谱片：乳剂特性，显影条件：乳剂特性，显影条件4.与实验条件有关光谱仪光谱仪：狭缝宽度，光路系统的集光本领：狭缝宽度，光路系统的集光本领总之，在实际工作中由于总之，在实际工作中由于试样的蒸发、激发条件以试样的蒸发、激发条件以及试样组成和物理结构等及试样组成和物理结构等条件的微小变化，条件的微小变化，都会引都会引起常数起常数a a的变化的变化，要绝对避免影响，要绝对避免影响a a的所有因素很困的所有因素很困难，所以在光谱定量分析中，很少采用测量谱线的难，所以在光谱定量分析中，很少采用测量谱线的绝对绝对强度强度lgIlgI与与lgclgc的线性关系进行定量的方法，而是的线性关系进行定量的方

14、法，而是采用测定谱线的采用测定谱线的相对相对强度的方法来测量，即强度的方法来测量，即内标法内标法。第二十五页，讲稿共三十页哦三、三、内标法基本原理与分析线对内标法基本原理与分析线对1 1、内标法、内标法在实验过程中，我们测量的是两条谱线的相对强度。那么，它们由于实验条件的影响程度基本相同，可以抵消实验条件的变化对谱线强度的影响，以达到比较高的准确度。在一定的实验条件下，测量已知含量元素的谱线与被测元素谱线的相对强度来进行定量。第二十六页，讲稿共三十页哦分析线：在试样及标样中，从被测元素谱线中选一条没有自吸或自吸很小的谱线作为分析线内标线：从试样及标样的基体元素的谱线中选择一条谱线作为比较线分析

15、线对分析线对分析线内标线第二十七页，讲稿共三十页哦设：设：被测元素浓度被测元素浓度 Cx 分析线强度分析线强度 Ix 内标元素浓度内标元素浓度 Cs 内标线强度内标线强度 Is lgR=lgIx/Is=b lgC+lgA 2.内标法的基本公式 分析线与内标线的相对强度分析线与内标线的相对强度与被测元素浓度的关系：与被测元素浓度的关系：根据罗马金公式：根据罗马金公式：内标法定量分析的基本公式第二十八页，讲稿共三十页哦通过测量谱线黑度进行光谱定量分析时，通过测量谱线黑度进行光谱定量分析时，上上式可表示为：式可表示为：摄谱法定量分析的基本公式 S=Sx Ss=r lg R=br lgC+rlgAS=r lg H-i=r lg It iSx=rx lg Ixtx ixSs=rs lg Ists is第二十九页，讲稿共三十页哦第三十页，讲稿共三十页哦